Arbeitsgruppe Prof. Widera

Quantenoptik auf einem Chip

In diesem Projekt wollen wir die Quanteneigenschaften von Licht in mikroskopischen, photonischen Netzwerken auf einem Chip kontrollieren und anwenden. Dazu schreiben wir mit 3D Druckverfahren Wellenleiter auf Chipsubstrate, die Licht stark einschließen. Parallel dazu studieren wir die Wechselwirkung von Licht mit Nanoemittern, die in Wellenleiter eingebracht werden können, um so ein mikroskopisches Quantennetzwerk aufzubauen.

Wellenleiter

Wir stellen dreidimensionale Netzwerke von Lichtwellenleitern auf optischen Chips mit Hilfe von Multiphotonenlithographie her. Diese Variante des additive 3D-Druckes auf der Mikrometerskala ermöglicht eine schnelle Prototypenentwicklung. Ziel der Wellenleiternetzwerke ist die präzise Kontrolle von Mode und Polarisation der geführten Photonen.

Quantenemitter

Optisch aktive Fehlstellen in Diamanten haben sich in den letzten Jahren als gut kontrollierbare, künstliche Atome in Festkörpern etabliert. Wir untersuchen die Licht-Materie Wechselwirkung einzelner Fehlstellen in Nanodiamanten, um einzelne Quantenemitter in unsere Wellenleiterstrukturen einzubringen.

Veröffentlichungen

Unser Manuskript in APL Photonics stellt eine Charakterisierung der Wellenleiter in fluoreszenzarmem Lack vor. Insbesondere freuen wir uns, dass Wellenleiter mit sehr kleinem Biegeradius im Bereich von 40 µm noch effiziente Lichtkontrolle ermöglichen, was eine hohe Integrationsdichte von Netzwerken verspricht.

Das Besondere an unseren Strukturen sind dreidimensionale Koppler, welche das Licht senkrecht zum Substrat ein- und auskoppeln. Dadurch ist es möglich, alle Ein- und Ausgänge eines Wellenleiternetzwerkes gleichzeitig mit einem Mikroskopobjektiv zu betrachten.

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